石油化工廠的氣體泄漏檢測不僅危險(xiǎn)而且耗時(shí)，還很容易受到人為錯(cuò)誤解釋的影響。為了提供更安全、更高效、更可靠的檢測解決方案，德國某公司和研究所共同開發(fā)RoboGasInspector系統(tǒng)，通過自主移動檢查機(jī)器人來遠(yuǎn)程檢測和定位氣體泄漏。

危險(xiǎn)場所傳統(tǒng)檢測的局限性

在化工廠、煉油廠及氣體壓縮站等，操作員始終要把員工和生產(chǎn)設(shè)施的安全視為頭等大事。尤其是在那些使用有毒或爆炸性氣體的場所，高度的警覺性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮饕?guī)范是不可或缺的。正因如此，化學(xué)工業(yè)、沼氣設(shè)施以及氣體供應(yīng)行業(yè)都遵循著嚴(yán)格的檢測標(biāo)準(zhǔn)。為了確保安全，預(yù)防性檢查計(jì)劃往往要求工作人員每天執(zhí)行一系列詳盡而耗時(shí)的常規(guī)檢查。

定期檢查多依賴人工感官和經(jīng)驗(yàn)，而新型檢測系統(tǒng)追求自動化、安全監(jiān)控與自主響應(yīng)能力，旨在通過創(chuàng)新技術(shù)與管理系統(tǒng)的結(jié)合，提升檢測效率、擴(kuò)大覆蓋范圍，同時(shí)減少人為疏忽，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效并減輕人工常規(guī)任務(wù)負(fù)擔(dān)。

創(chuàng)新機(jī)器人系統(tǒng)的優(yōu)勢

RoboGasInspector是一款專為工業(yè)設(shè)施氣體泄漏檢測設(shè)計(jì)的創(chuàng)新機(jī)器人系統(tǒng)，它旨在提供更安全、高效、可靠的檢測方案。這款機(jī)器人由德國多家公司和研究所聯(lián)手打造，作為德國技術(shù)計(jì)劃AUTONOMIK的一部分，它采用了先進(jìn)的FLIR GF320光學(xué)氣體成像紅外熱像儀。該系統(tǒng)能夠自主移動，在大型工業(yè)設(shè)施中執(zhí)行氣體泄漏檢測和定位任務(wù)，無需工作人員直接進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，甚至可以在無人值守的情況下工作。

RoboGasInspector由三個(gè)模塊組成：鏈條驅(qū)動移動平臺、導(dǎo)航模塊和檢測模塊，注意單元頂部的FLIR GF320。

無論是常規(guī)檢查還是針對特定系統(tǒng)部件的目標(biāo)檢查，RoboGasInspector都能輕松應(yīng)對。其獨(dú)立移動性得益于多種導(dǎo)航傳感器的應(yīng)用，并可通過遙控進(jìn)行手動干預(yù)。此外，結(jié)合視頻和光學(xué)氣體遙測技術(shù)，該系統(tǒng)還能檢查以往因難以接近而遺漏的系統(tǒng)部件。

RoboGasInspector系統(tǒng)的構(gòu)成

首次演示RoboGasInspector是在卡塞爾大學(xué)的一間大廳內(nèi)進(jìn)行的。該機(jī)器人獨(dú)立完成了檢測路線，過程中成功跨越了障礙物和斜坡。在指定的檢測點(diǎn)，它對多條管道進(jìn)行了檢查，并發(fā)現(xiàn)了一處甲烷泄漏。在接下來的幾個(gè)月里，這一成果在實(shí)驗(yàn)室條件下被擴(kuò)展應(yīng)用于數(shù)平方公里的大型工業(yè)設(shè)施中，其中考慮了諸如風(fēng)和陽光等環(huán)境因素，以及系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的干擾因素。

FLIR GF320將泄漏點(diǎn)的不可見氣體可視化為黑色的煙柱

RoboGasInspector由三大模塊構(gòu)成：鏈?zhǔn)津?qū)動平臺、導(dǎo)航模塊及檢測模塊。鏈?zhǔn)津?qū)動平臺搭載電動驅(qū)動和常規(guī)電池，提供移動能力。導(dǎo)航模塊配備前后2D激光掃描儀和GPS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外精準(zhǔn)定位，并與數(shù)字地圖實(shí)時(shí)對比，標(biāo)注障礙物和封閉區(qū)。Kroll教授指出，2D激光掃描儀使RoboGasInspector能避開車輛、托盤、油桶等障礙物，甚至行人，確保路徑暢通。

多傳感器檢查模塊:平移-傾斜單元(1)紅外熱像儀(2)、主動式TDLAS測量裝置(3)、激光測距儀(4)、攝像機(jī)(5)、用于氣體可視化的FLIR GF320紅外熱像儀(6)、計(jì)算機(jī)和其他電氣/電子模塊安裝在開關(guān)柜(7)中。

檢測模塊在云臺裝置上集成了多種計(jì)量儀器，其中包括一款基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)的遠(yuǎn)程甲烷泄漏檢測儀（RMLD），還配備了FLIR GF320光學(xué)氣體成像熱像儀，用于可視化氣體。為確保RoboGasInspector本身不會帶來風(fēng)險(xiǎn)，它還內(nèi)置了氣體傳感器，當(dāng)環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度達(dá)到下爆炸極限（LEL）的10%時(shí)，傳感器將關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)，從而避免對可燃環(huán)境造成潛在危險(xiǎn)。

傳感器系統(tǒng)的平移范圍(俯視圖)和傾斜范圍(仰視圖)

氣體泄漏檢測的全新選擇

RoboGasInspector能自主處理數(shù)據(jù)、執(zhí)行巡檢，并通過WLAN與控制室保持聯(lián)系，有效在難以到達(dá)區(qū)域進(jìn)行氣體泄漏檢測，避免人工檢查員進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境。盡管還需在防爆設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)等方面進(jìn)一步完善及法律澄清，但自主移動檢測機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)已顯著提升安全性。FLIR GF320作為關(guān)鍵組件，使系統(tǒng)能在安全距離內(nèi)檢測有害氣體泄漏，標(biāo)志著氣體檢測技術(shù)的重大進(jìn)步。

全新FLIR G系列熱像儀，作為GF320的升級款，專為氣體泄漏檢測領(lǐng)域精心打造，其卓越的性能特點(diǎn)使其更加適合RoboGasInspector系統(tǒng)。G系列熱像儀可用于檢測和準(zhǔn)確量化油氣行業(yè)中的碳?xì)浠衔?、易揮發(fā)氣體和其他揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOCs) 排放情況。

｜Teledyne FLIR｜

FLIR是Teledyne Technologies旗下子公司，是國防和工業(yè)應(yīng)用智能傳感解決方案的優(yōu)秀領(lǐng)先者，在全球擁有約4000名員工。公司成立于1978年，一直專注于設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、營銷和推廣用于增強(qiáng)態(tài)勢感知力的專業(yè)技術(shù)。通過紅外熱成像、可見光成像、聲波成像、視頻分析、測量和診斷以及先進(jìn)的威脅檢測系統(tǒng)，幫助專業(yè)人士做出更好、更快的決策，拯救生命，改善生活。